中国热科院橡胶所在橡胶树基因编辑体系研究方面取得重要进展
      作者: 橡胶所   来源: 橡胶研究所  日期: 2021-03-31   点击:        打印  ] 我要分享

  近期,中国热科院橡胶研究所组培与转基因育种团队在橡胶树Crispr/Cas9质粒编辑体系研究方面取得重要进展,率先建立了橡胶树Crispr/Cas9基因编辑体系。


  以Crispr/Cas9为代表的基因组编辑技术是近几年出现的生命科学领域的革命性工具,为植物学基础研究及作物精准遗传改良提供了高效、快速的遗传操作工具。虽然该技术已经在大田作物和模式植物中得到了广泛的应用,但在热带高大乔木橡胶树中建立该技术体系进展缓慢。橡胶所组培与转基因育种团队经过艰苦攻关,克隆了5个橡胶内源的HbU6基因的启动子用于构建Crispr/Cas9原生质体瞬时转化编辑载体,编辑效率介于8.47%—24.92%之间。团队以HbPDS基因为靶标,构建了Crispr/Cas9稳定转化编辑载体,通过农杆菌介导的橡胶树胚性愈伤遗传转化,实现了对愈伤中靶标基因HbPDS的基因编辑,被编辑部分表现出了白化表型,测序证实白化表型是因为靶标位点发生了插入1 bp碱基的纯合突变引起的,从而建立了橡胶树Crispr/Cas9稳定转化编辑体系。目前编辑愈伤已经分化形成体胚,正在进行植株再生工作。

 

5个HbU6启动子对靶点10的编辑效率和类型

 


靶标HbPDS编辑愈伤的表型和基因型

 

  该技术体系的建立,是橡胶树遗传育种技术领域的重大进步,具有广阔的应用前景。目前,杂交育种是橡胶树新品种培育的主要方式,但橡胶树童期长达5-6年,致使无法短时间培育出纯和自交系,培育一个品种需要长达20-30年的时间,这成为橡胶树杂种优势利用的限制因素。利用基于Crispr/Cas9的基因编辑技术,在T0代即可产生纯合转化植株,从而极大提高橡胶树遗传改良效率。


  该研究进一步奠定了橡胶所在橡胶树基因编辑领域的领先地位,为更加高效、精准地鉴定橡胶树中的其它靶标基因,提高育种效率,创新橡胶树育种模式提供了技术支撑,开辟了橡胶树精准育种的新领域。


  该研究于2021年3月10日发表在《Industrial crops and products》杂志上,题目为“CRISPR/Cas9-mediated genome editing in Hevea brasiliensis”,橡胶研究所戴雪梅博士和杨先锋博士为共同第一作者,研究得到中国水稻研究所王克剑研究员的帮助。该研究由国家重点研发专项(2019YFD1001100, 2018YFD1000502)及国家自然科学基金(31700598, 31600528)项目资助。